对建筑节能设计的探讨

梅琳

摘要：建筑节能是近年来世界建筑发展的一个基本趋势，也是当代建筑科学技术的一个新生长点。而在我国，建筑能耗浪费相当严重，原因也是多方面的，如技术落后，设计不科学，管理不当，缺乏节能意识等。因而建筑节能势在必行。

关键词：建筑 节能 设计

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

1 影响建筑节能的因素

1.1高层建筑外围护墙体耗能量较大，占整个建筑耗能的25 %左右。建筑的形体变化是建筑外露面积的主要因素之一，体形系数越大耗能越多，国外的一些高层建筑造成圆塔形，比如美国洛杉矶的好运饭店、法国戴高乐机场候机楼、纽约第三大街53 号办公楼都是圆型或椭圆形，我们知道，相同的面积，圆的周长最短，这样使建筑外露面积较小。因此，基于能量损耗的考虑，高层建筑的形体变化不宜过多、复杂。

1.2高层建筑的“风环境”是影响建筑耗能因素之一。

在冬季，风力对建筑的热损失很大，增大冷空气的渗透量，使室内热损失加大。由于建筑某些部位处理不当，墙体内部易产生冷凝水。因此，建筑保温材料的选用，建筑构造的合理性应建立在科学、可靠的基础上。

2 加强建筑构造节能设计

2.1墙体节能

墙体是建筑外围护结构的主体，我们可以采用保温性能好、蓄热能力强及强度较低的砌块墙体，如加气混凝土砌块。如果单纯的砌块墙体无法满足节能要求，可进行墙体保温。一般具有两种形式：

（1）外墙外保温。

外墙外保温是将保温隔热体系置于外墙外侧，以赋予建筑物良好保温隔热性能的建筑节能措施。其具有以下优势：a.提高主体结构的使用寿命，保护墙体不会开裂渗水，延长建筑物寿命，减少长期的维修费用。b.减少基础、外墙厚度，降低土建造价，不占用房屋使用面积。 c.基本消除“热桥”的影响。d.改善墙体热工性能。在墙体内部一般不会发生冷凝现象，墙体结构层能够吸引或释放热量，有利于室温保持稳定。e.便于对建筑物进行室内空间的装修改造。外墙外保温的不足之处有以下几点：a.室外作业，受气候影响较大，且在我国多为高空作业，存在一定安全隐患。b.对保温材料的抗压、抗拔性能要求高。有些外保温产品技术不过关，容易造成外饰面开裂、脱落等现象。

（2）外墙内保温。

外墙内保温是在墙体结构内侧覆盖一层保温材料，通过粘结剂或者其他材料固定在墙体结构内侧。其优点是： a.可操作性强；b.保温材料可免受室外气候的影响，夏季雨量大时，避免保温材料受到破坏；c.保温材料环保性能高，应不含有放射性物质和其他室内污染物等。外墙内保温的不足之处有以下几点：a.占用房屋套内使用面积，易磕碰，且不便修补，维修性较差。b.未能消除“热桥”影响，女儿墙沿屋面的底部部位、内外墙之间丁字墙外侧的悬挑构件部位等易产生热桥。

从长远来看，外墙外保温的效果明显高于内保温。

2.2门窗节能

外门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占住宅总能耗的比例较大，其中传热损失为1/3，冷风渗透为1/3，所以在保证日照、采光、通风、观景要求的条件下，通过提高门窗的气密性，采用适当的窗墙面积比，降低窗玻璃和窗框的传热系数，采用百叶窗帘、窗板等措施来提高门窗的保温隔热性能。其节能措施有：

（1）控制建筑的窗墙比。建筑窗墙比是指建筑的某一朝向外窗总面积，与同朝向墙面总面积（包括窗面积在内）的比值。国家规范对不同地区的公共建筑、住宅建筑（夏热冬暖地区、夏热冬冷地区、严寒和寒冷地区）的各个朝向窗墙比做了严格的规定。

（2）提高外窗的气密性，减少冷空气渗透。如设置泡沫塑料密封条，使用新型的、密封性能良好的门窗材料。而门窗框与墙间的缝隙可用弹性松软型材料（如毛毡）、弹性密闭型材料（如聚乙烯泡沫材料）、密封膏以及边框设灰口等密封;框与扇的密封可用橡胶、橡塑或泡沫密封条以及高低缝、回风槽等;扇与扇之间的密封可用密封条、高低缝及缝外压条等;扇与玻璃之间的密封可用各种弹性压条等。

（3）改善门窗的保温隔热性能。玻璃门窗选择型材很重要，若采用钢塑复合窗和塑料窗，这样可避免金属窗产生的冷、热桥；可设置双玻璃或三玻璃，并积极采用中空玻璃、镀膜玻璃，低辐射玻璃；好的型材搭配好的玻璃，可大大降低外门窗的传热系数，提高自身的遮阳系数。合理地设计可开启的窗扇面积，保证南方地区室内自然通风和降低北方地区室外冷风的直接渗透。

（4）设置“温度阻尼区”。所谓温度阻尼区就是在室内与室外之间设有一中间层次，这一中间层次象热闸一样可阻止室外冷风的直接渗透，减少外墙、外窗的热耗损。在北方地区住宅中，将北阳台的外门、窗全部用密封阳台封闭起来，外门设防风门斗，防止冷风倒灌，楼梯间设计成封闭式的，对屋顶上人孔进行封闭处理等措施均能收到良好的节能效果。

2.3屋面节能

屋面作为外围护结构的一部分，它的保温隔热也是不可或缺的。我们可以采用高效保温材料作为屋面的保温层，也可采用架空型保温屋面或倒置式屋面等方式来达到提高屋面保温隔热性能的目的。屋面节能措施的要点，其一是屋面保温层不宜选用密度较大、导热系数较高的保温材料，以免屋面重量、厚度过大;其二是屋面保温层不宜选用吸水率较大的保温材料以防屋面湿作业时因保温层大量吸水而降低保温效果，如选用吸水率较高的保温材料，屋面上应设置排气孔以排除保温层内不易排出的水分。现在，高效保温材料已经开始应用于屋面，一些建筑的屋面保温，采用膨胀珍珠岩保温芯板保温层代替常规的沥青珍珠岩或水泥珍珠岩做法，就克服了常规作法的诸多缺点。这种保温芯板施工方便、价格低廉、不污染环境;芯板为柔性制品，不仅适用于具有平面的屋面，也可用于带有曲面的屋面，其保温工程更可显示出它的优越性。

3 使用环保防火的保温材料

建筑外维护结构的保温隔热性能直接关系到室内环境的热稳定性和舒适性，对降低建筑能耗起着至关重要的作用。国内目前通行的做法是在外维护结构完成后再在上面附加保温层，以改善热工性能。由于近年来多起建筑保温火灾事件的发生，引发了各界对保温防火的思考，保温材料的防火性能史无前例的引起了业内各界的高度重视。然而，很多保温材料起火都是在施工过程中产生的，如：电焊、明火、不良的施工习惯。这些材料在燃烧过程中不断产生的融滴物和毒烟，同时释放出来的氯氟烃、氢氟碳化物、氟利昂等气体对环境的危害也不可忽视。为此，住房城乡建设部和公安部联合发布了《民用建筑外保温系统及外墙装饰防火暂行规定》公通字[2009]46号文通知。其后消防局发布的公消[2011]65号文件，更明确要求了民用建筑的外墙保温材料要为A级不燃材料。现在市场上常用的A级保温材料有岩棉、矿棉、玻璃棉、膨胀珍珠岩、泡沫玻璃、无机保温砂浆等。

4 充分利用太阳能资源

太阳能作为一种天然的洁净能源，也是建筑设计上广泛推广的节能设计之一。从近年来的能源使用和发展情况来看，煤、电、油的供应紧张已经不容忽视，太阳能应该由“补充能源”向“替代能源”发展。特别是太阳能热水器经过20年的发展，产品的生产研发技术日臻成熟，越来越受到消费者的青睐。另外，从使用效果和居卫的淋浴费用和投资回收周期来看， 太阳能热水器也具有较大的成本优势。然而由于各方面原因，目前太阳能热水器仍以一家一户的零散安装使用方法为主，存在破坏建筑结构、热水温度不稳定等因素。要解决这些问题就必须将太阳能利用装置纳入到建筑设计规范当中，在设计时将太阳能热水器设备纳入到建筑设计之中预留太阳能设置位置，特别是在厨房卫生间内。如果太阳能热水器能够充分加以推广应用，就可以大大节省常规能源，也是建筑节能的发展方向。

5 结语

建筑节能是一项系统工程。在策划、实施及取得实效的长时间过程中涉及规划、设计、施工、调试、运行、维修等诸多环节。作为设计行业的人员，在对建筑进行节能设计的同时我们应根据当地资源条件。因地制宜，就地取材，合理利用。并且应建立寿命周期成本观念，按建筑寿命50年内发生的各项费用，取其总和较低者作为选取决策的依据，不应考虑一次消费最低者。同时，更应重视综合设计过程这个新观念，在方案之初即组织相关专业工种介入，统筹考虑相互影响，寻求合理的解决方案。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。